近年来，光泵浦半导体激光器在远程通信、生物医学诊断、照相洗印等领域得到了成功的应用。光泵浦半导体激光器之所以受到大家的青睐，原因在于它兼顾了面发射半导体激光器、边发射半导体激光器和固体激光器三者的优点，既有好的模式和较高的功率，波长又可以设计，还可方便地进行腔内倍频和锁模运行，是一种新型实用的激光光源。在光泵浦半导体激光器的设计中，增益是一个非常重要的同时也是一个非常复杂的参量，激光器的一些重要工作性能都和增益参数有密切联系，如阈值电流、效率和功率就依赖于增益谱和发射波长的对准情况。因此，深入研究增益特性，对进一步改善激光器的性能具有重要意义。本文主要有如下几方面内容： 第一章是绪论。简述了光泵浦半导体激光器的特点、应用及其发展历史和研究现状。从高功率连续光输出、倍频光输出和锁模输出三个方面对光泵浦半导体激光器的研究现状进行了总结；介绍了光泵浦半导体激光器的应用价值；综述了分析应变量子阱有源区增益特性的方法。 第二章是光泵浦半导体激光器的结构及工作原理。简述了对泵浦源、谐振腔、增益结构的设计要求；研究了光泵浦半导体激光器增益结构的设计，包括分布式布拉格反射镜、量子阱增益区、微腔结构等；详细介绍了有源区应变量子阱的材料特性及应变的引入对能带结构、禁带宽度、发射波长等的影响。 第三章是能带结构计算。首先介绍能带结构分析的基本方法，然后介绍带边不连续性及带隙的计算方法，以InGaAs/GaAs应变量子阱材料为例，利用有限差分法对含6×6 Luttinger-Kohn哈密顿量的有效质量方程精确求解，得到了InGaAs/GaAs应变量子阱导带、价带的能带结构和包络函数，并给出了一些分析结果。这部分工作特点是将带隙、带边不连续性计算和带结构计算系统结合起来，构成一完整体系，这些对于优化设计来说是必须的。 第四章是增益计算。首先介绍了态密度、准费米能级等一些与增益有关的参数。然后介绍了增益的定义、微扰矩阵元、考虑光谱展宽的增益等。详细研究了InGaAs/GaAs应变量子阱材料体系，用两种方法计算了量子阱自发辐射谱和增益谱，一种方法是用抛物线近似能带直接给出能级位置计算增益谱和自发辐射谱；另一种方法是用考虑带间混合作用的多能带有效质量模型进行计算，得到量子阱增益谱和自发辐射谱。本文最后讨论了阱宽、载流子浓度、温度、模式特性等因素对量子阱增益的影响，比较了两种方法的计算结果。本工作为OPS-VECSEL的优化设计提供了理论依据。